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嘉峪檢測網 2024-09-14 08:18
在GJB151B中,為什么僅對艦船和潛艇上的設備,以及部分飛機上的設備有CE101的要求?
答:CE101傳導發射是電源線上的低頻干擾電流。
這些低頻電流發射會導致兩個后果:
一個后果是在配電線路上產生諧波電壓,導致電源的諧波電壓指標超標。在一些應用平臺上,例如陸軍飛機,對電源的諧波電壓有明確的要求,因此為了滿足這些要求,必須限制用電設備的諧波電流發射。
另一個后果是電源線路周圍產生低頻磁場干擾,這些干擾會影響低頻信號接收設備的靈敏度。低頻信號接收設備主要在艦船上和潛艇上使用,包括長波通信,聲納信號的接收等。因此,僅在艦船和潛艇上明確提出CE101限制的要求。
海軍的執行反潛任務的飛機上安裝的設備,也有明確的CE101要求,這是因為偵測潛艇的設備叫做磁場均勻度檢測儀,這臺儀器容易受到低頻磁場的影響,而達不到預期的靈敏度。
對于CE101發射的限值,有兩點需要注意:
第一點:大部分場合給出了兩條限制值線,一條是針對功率小于1kVA的設備,另一條是針對功率大于1kVA的。兩者差別主要在2kHz以下,頻率越低,差別越大。關于這一點,往往在應用中造成誤導。
例如,某集成商,將若干臺設備集成到一個機柜上。結果,單臺設備由于功率小于1kA,采用較松的限值,全部合格;而機柜的總功率超過了1kA,按照嚴格的限值考核,結果當然不能滿足。正確的做法是,既然機柜要按照嚴格的限值進行考核,選用的單臺設備也要滿足更嚴的限值才行。當然,也可以在機柜的電源入口處采取額外的濾波措施,滿足嚴格的限值要求。
第二點:除了海軍飛機以外,其它平臺上的CE101限值的圖中給出的限制值是在基頻電流為1A時的情況,當電流大于1A時,需要按照比例放松。也就是,發射電流與基波電流的比例不變。之所以這樣規定,是為了降低諧波控制的難度。設備的工作電流越大,相應的諧波電流也越大,如果都要求控制到一個固定的數值,是不合理的。
相反,這種隨著設備工作電流增加,放松對諧波電流的限值是合理的。因為控制諧波電流的目的之一是為了保證電源的諧波電壓不會超標。電源上的諧波電壓等于諧波電流與電源阻抗的乘積(歐姆定律),能夠提供較大電流的電源往往內部阻抗較低,因此,同樣的諧波電流產生的諧波電壓較小。所以,針對同樣的諧波電壓指標,允許更大的諧波電流。
有一點需要注意,對于海軍飛機的場合,限值并沒有按照設備的工作電流進行放松,這對于某些工作電流較大的設備,造成了試驗的失敗。實際上,有些工作電流較大的設備,從理論上是根本不可能滿足要求的。遇到這種情況,需要與上級集成商協商解決辦法。
為什么做CE101試驗時,在不同的試驗室,試驗結果差別很大?
答:這是一種比較常見的現象。
要理解這個情況的原因,首先需要了解CE101試驗的方法。這個試驗是用一個電流鉗卡在電源線上,測量流過電源線的電流。既然是電流,它的大小由電壓和線路的阻抗共同決定(歐姆定律)。注意,這里用線路的阻抗這個概念,而不是線路的電阻。因為我們分析的交流電流,而不是直流電流,對于交流電流,阻抗包含了線路的電阻與電感的感抗,甚至包含了雜散電容的容抗。
要說明的是,受試設備的傳導電流發射實際上是與供電線路的阻抗有關的。不同的試驗室,供電線路的阻抗不同,導致了試驗結果的不同。
更具體的論述如下:
如果把設備內產生干擾的電路看成電壓源,那么產生的電流發射與供電線路的阻抗有關,供電線路的阻抗越高,發射電流越小;供電電源的阻抗越低,發射電流越大。不同的試驗室,為EUT提供工作電壓的供電線路阻抗差別很大,因此CE101試驗的結果差別很大。
供電線路的阻抗由什么決定呢?
1、供電電源自身的阻抗
這里的電源可以是直流電源設備,也可以是隔離變壓器,也可以是普通市電。對于直流電源,品牌、型號、功率等都會影響其阻抗。對于隔離變變壓或者市電供電,變壓器的容量影響其阻抗,容量越大,阻抗越低。如果市電配電網不僅為暗室供電,還為其它用電器供電,則阻抗還與其它用電器的狀態有關。
2、暗室上的電源線濾波器的品牌、型號等
不同暗室的電源線濾波器,在電路結構、電路參數上的差異性很大,這意味著濾波器的阻抗差別很大。
3、連接電源的線路阻抗,線路越長,阻抗越高
不同的電磁兼容試驗室,以上三個方面的差別很大。因此,供電線路阻抗差別很大,由此導致受試設備的傳導發射電流差別很大,也就是CE101試驗的結果差別很大。
有人可能會有疑惑:
EUT是通過LISN供電的,LISN的作用不就是提供穩定的電源阻抗嗎?
實際上,LISN只有在較高的頻率(至少10kHz)才能提供穩定的阻抗,正如它的名稱“線路阻抗穩定網絡”所代表的那樣。對于CE101試驗的頻段,它不能提供穩定的阻抗。
在現實中,還有一種情況導致試驗結果差別很大,這就是暗室的電源線濾波器與設備電源線濾波器之間發生諧振的情況。我們知道,濾波器內有大量的電容和電感,這些電容和電感組合起來,必然有諧振現象。諧振就會對電壓、電流產生放大作用。
例如,某設備通過400Hz三相電源供電。為了通過CE101試驗,在輸入端安裝了無源諧波濾波器。無源諧波濾波器由電感和電容構成。
該設備在試驗室A進行試驗,完全可以通過。但是在試驗室B試驗時,17次、19次諧波超標。更奇怪的是,有濾波器時的17、19次諧波傳導發射比沒有濾波器時的傳導發射還強。
這是由于試驗室B的電源線濾波器的電感和電容參數,與EUT中的濾波器中的電容、電感發生諧振。諧振頻率正好與17次、19次諧波頻率重合。導致了放大的現象。
來源:Internet